JP7023672B2 - Vehicle lighting fixtures, control devices and control methods - Google Patents
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本発明は、車両用灯具、制御装置及び制御方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle lamp, a control device, and a control method.
従来、二次元的に走査される光によって路面に配光パターンを投影する車両用灯具が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
Conventionally, a vehicle lamp that projects a light distribution pattern onto a road surface by two-dimensionally scanned light is known (see, for example,
ところで、車両用灯具において、例えば、運転時の安全性を向上させるため、路面に所定の情報を示す画像(描画パターン)を投影することも考えられる。しかしながら、上記特許文献1に示す車両用灯具では、路面上に配光パターンとともに描画パターンを合わせて投影する技術は想定されておらず、新たな技術の提供が望まれていた。
By the way, in a vehicle lamp, for example, in order to improve safety during driving, it is conceivable to project an image (drawing pattern) showing predetermined information on the road surface. However, in the vehicle lighting equipment shown in
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、二次元的に走査される光によって路面上に配光パターン及び描画パターンを投影できる、車両用灯具、制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a vehicle lamp, a control device, and a control method capable of projecting a light distribution pattern and a drawing pattern on a road surface by two-dimensionally scanned light. The purpose is to provide.
本発明の第一態様に従えば、被投影部材と、前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の配光パターンを形成する配光パターン形成部と、前記被投影部材上に射出した光を二次元的に走査することで所定の情報を示す描画パターンを形成する描画パターン形成部と、前記配光パターン及び前記描画パターンを路面に投影する投影光学系と、を備える車両用灯具が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the projected member, the light distribution pattern forming portion that forms a predetermined light distribution pattern by two-dimensionally scanning the light emitted on the projected member, and the subject. A drawing pattern forming unit that forms a drawing pattern showing predetermined information by two-dimensionally scanning the light emitted onto the projection member, and a projection optical system that projects the light distribution pattern and the drawing pattern onto a road surface. Vehicle optics are provided.
本態様の車両用灯具によれば、二次元的に走査される光によって所定の配光パターンとともに描画パターンを路面に同時に投影することができる。これにより、運転者は、所定の配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターン)によって路面状況を良好に認識するとともに、描画パターンに基づく情報に基づいてより快適かつ安全に車両を運転することが可能となる。 According to the vehicle lighting equipment of the present embodiment, the drawing pattern can be simultaneously projected onto the road surface together with a predetermined light distribution pattern by the light scanned two-dimensionally. As a result, the driver can better recognize the road surface condition by a predetermined light distribution pattern (for example, a high beam light distribution pattern), and can drive the vehicle more comfortably and safely based on the information based on the drawing pattern. It will be possible.
また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部は、第1光源部と、前記第1光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第1偏向部と、を含み、前記描画パターン形成部は、第2光源部と、前記第2光源部から射出した光を前記被投影部材上で走査する第2偏向部と、を含んでおり、前記第2光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさは、前記第1光源部から射出された光が前記被投影部材を照明する照明領域の大きさよりも小さいのが望ましい。 Further, in the vehicle lighting equipment, the light distribution pattern forming unit includes a first light source unit and a first deflection unit that scans the light emitted from the first light source unit on the projected member. The drawing pattern forming unit includes a second light source unit and a second deflection unit that scans the light emitted from the second light source unit on the projected member, and is emitted from the second light source unit. It is desirable that the size of the illumination region in which the light illuminates the projected member is smaller than the size of the illumination region in which the light emitted from the first light source unit illuminates the projected member.
また、被投影部材上に集光された第2光源部から出射された光のスポット径は、被投影部材上に集光された第1光源部から出射された光のスポット径よりも小さくしている。よって、被投影部材に描画された描画パターンに対応する二次元像を構成する第2光源部から出射された光のスポット径は、配光パターンに対応する二次元像を構成する第1光源部から出射された光のスポット径よりも小さくなる。描画パターンは配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有したものとなる。
したがって、描画パターンは、配光パターンに比べて高い解像度を有するので、所定の情報に応じた種々の画像を路面上に形成することができる。
Further, the spot diameter of the light emitted from the second light source unit focused on the projected member is made smaller than the spot diameter of the light emitted from the first light source unit focused on the projected member. ing. Therefore, the spot diameter of the light emitted from the second light source unit constituting the two-dimensional image corresponding to the drawing pattern drawn on the projected member is the first light source unit constituting the two-dimensional image corresponding to the light distribution pattern. It is smaller than the spot diameter of the light emitted from. The drawing pattern has a higher resolution, that is, a higher resolution than the light distribution pattern.
Therefore, since the drawing pattern has a higher resolution than the light distribution pattern, various images corresponding to predetermined information can be formed on the road surface.
また、上記車両用灯具において、複数の前記配光パターン形成部を備えるのが望ましい。 Further, it is desirable that the vehicle lighting fixture is provided with a plurality of the light distribution pattern forming portions.
この構成によれば、複数の配光パターンを重ね合わせることで所定の照度分布を有した配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターン)を形成することができる。 According to this configuration, a light distribution pattern having a predetermined illuminance distribution (for example, a high beam light distribution pattern) can be formed by superimposing a plurality of light distribution patterns.
また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部及び前記描画パターン形成部は、車両前方に位置する仮想スクリーン上に前記配光パターン及び前記描画パターンをそれぞれ形成し、前記描画パターン形成部は、前記仮想スクリーン上において、前記配光パターンの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に前記描画パターンを形成するのが望ましい。 Further, in the vehicle lighting equipment, the light distribution pattern forming unit and the drawing pattern forming unit form the light distribution pattern and the drawing pattern on a virtual screen located in front of the vehicle, respectively, and the drawing pattern forming unit forms the drawing pattern. It is desirable to form the drawing pattern on the virtual screen in a region that is half or less of the peak value of the illuminance distribution of the light distribution pattern.
この構成によれば、配光パターン及び描画パターンが重なる場合であっても、配光パターン及び描画パターンの照度差が確保される。よって、描画パターンは配光パターン上に重なった場合でも、十分な明るさを有することで視認性に優れたものとなる。 According to this configuration, even when the light distribution pattern and the drawing pattern overlap, the illuminance difference between the light distribution pattern and the drawing pattern is ensured. Therefore, even when the drawing pattern overlaps the light distribution pattern, it has sufficient brightness and is excellent in visibility.
また、上記車両用灯具において、前記投影光学系の光軸方向から平面視した状態において、前記描画パターン形成部は、前記投影光学系に対して鉛直上下方向の上側に配置されているのが望ましい。 Further, in the vehicle lighting equipment, it is desirable that the drawing pattern forming portion is arranged on the upper side in the vertical vertical direction with respect to the projection optical system in a state of being viewed in a plan view from the optical axis direction of the projection optical system. ..
この構成によれば、描画パターン形成部が投影光学系に対して鉛直上下方向の上側に位置することで、仮想スクリーン上において水平軸の下方に描画パターンを形成し易くすることができる。 According to this configuration, since the drawing pattern forming portion is located on the upper side in the vertical vertical direction with respect to the projection optical system, it is possible to easily form the drawing pattern below the horizontal axis on the virtual screen.
また、上記車両用灯具において、前記被投影部材は波長変換部材であるのが望ましい。 Further, in the vehicle lamp, it is desirable that the projected member is a wavelength conversion member.
この構成によれば、波長変換部材で波長変換した光を用いて配光パターン及び描画パターンを形成できる。 According to this configuration, the light distribution pattern and the drawing pattern can be formed by using the light wavelength-converted by the wavelength conversion member.
また、上記車両用灯具において、前記配光パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットより前記描画パターン形成部が前記被投影部材に走査する光のスポットが小さいのが望ましい。 Further, in the vehicle lighting equipment, it is desirable that the spot of light scanned by the drawing pattern forming portion on the projected member is smaller than the spot of light scanned by the light distribution pattern forming portion on the projected member.
この構成によれば、配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有した描画パターンを形成できる。 According to this configuration, it is possible to form a drawing pattern having a higher resolution than the light distribution pattern, that is, a drawing pattern having a high resolution.
また、上記車両用灯具において、前記描画パターン形成部は、前記配光パターン形成部よりも前記被投影部材までの光路長が短くなるよう配置されるのが望ましい。 Further, in the vehicle lamp, it is desirable that the drawing pattern forming portion is arranged so that the optical path length to the projected member is shorter than that of the light distribution pattern forming portion.
この構成によれば、配光パターンよりも高解像、すなわち、高い分解能を有した描画パターンを形成する構成を実現できる。 According to this configuration, it is possible to realize a configuration that forms a drawing pattern having a higher resolution than the light distribution pattern, that is, a drawing pattern having a high resolution.
本発明の第二態様に従えば、被投影部材と、前記被投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御装置であって、前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する制御装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the projected member, a plurality of pattern forming portions that form a pattern by two-dimensionally scanning the light emitted onto the projected member, and the projected member. A control device for controlling a vehicle lamp equipped with a projection optical system for projecting a formed pattern, wherein at least one of the plurality of pattern forming portions is controlled to form a high beam light distribution, and the other. A control device is provided that controls at least one to draw a predetermined drawing or character.
本態様の制御装置によれば、二次元的に走査される光によってハイビーム配光とともに、所定の図面もしくは文字を描画する描画パターンを同時に投影させるように車両用灯具を制御することができる。 According to the control device of this embodiment, it is possible to control the lighting equipment for a vehicle so that the light scanned two-dimensionally simultaneously projects the high beam light distribution and the drawing pattern for drawing a predetermined drawing or character.
本発明の第三態様に従えば、被投影部材と、前記投影部材に上に射出した光を二次元的に走査することでパターンを形成する複数のパターン形成部と、前記被投影部材に形成されたパターンを投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御方法であって、前記複数のパターン形成部の少なくとも一つはハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくても一つを所定の図面もしくは文字を描画するよう制御する制御方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, the projected member, a plurality of pattern forming portions that form a pattern by two-dimensionally scanning the light emitted onto the projected member, and the projected member. It is a control method for controlling a vehicle lighting device including a projection optical system for projecting a pattern, wherein at least one of the plurality of pattern forming portions is controlled to form a high beam light distribution, and the other few. However, a control method for controlling one to draw a predetermined drawing or character is provided.
本態様の制御方法によれば、二次元的に走査される光によってハイビーム配光とともに、所定の図面もしくは文字を描画する描画パターンを同時に投影させるように車両用灯具を制御できる。 According to the control method of this aspect, it is possible to control the lighting equipment for a vehicle so that a drawing pattern for drawing a predetermined drawing or characters is simultaneously projected together with the high beam light distribution by the light scanned two-dimensionally.
本発明によれば、二次元的に走査される光によって路面上に配光パターン及び描画パターンを投影できる、車両用灯具、制御装置及び制御方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a vehicle lamp, a control device, and a control method capable of projecting a light distribution pattern and a drawing pattern on a road surface by two-dimensionally scanned light.
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具、制御装置及び制御方法について図面を参照しながら説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, a vehicle lamp, a control device, and a control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the featured portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios of the respective components may not be the same as the actual ones.
本実施形態の車両用灯具1は、車両から路面に向けて光を照射する装置である。図1は本実施形態の車両用灯具1の概略構成を示す斜視図である。以下、図面においてXYZ座標系を用いる場合もある。X方向は車両の左右方向に相当し、Y方向はX方向に直交し、車両の鉛直上下方向に相当し、Z方向はX方向及びY方向に直交し、車両の前後方向に相当する。
The
本実施形態の車両用灯具1は、図1に示すように、波長変換部材(被投影部材)2と、第1配光パターン形成部3と、第2配光パターン形成部4と、第3配光パターン形成部5と、描画パターン形成部6と、投影光学系7と、制御部(制御装置)9とを備えている。車両用灯具1の照明光軸AXはZ方向に一致している。投影光学系7の光軸は照明光軸AXに一致している。
As shown in FIG. 1, the
波長変換部材2は、後述するように第1配光パターン形成部3、第2配光パターン形成部4、第3配光パターン形成部5及び描画パターン形成部6各々から出射される各レーザー光を励起光(青色光)として受けて当該レーザー光の一部を異なる波長の蛍光(黄色光)に変換する部材である。波長変換部材2は照明光軸AX上に配置されている。
As will be described later, the
本実施形態において、波長変換部材2は、例えば、蛍光体からなる。蛍光体は、入射した励起光(青色光)の一部を蛍光体粒子によって蛍光(黄色光)に波長変換するとともに、残りの励起光を拡散させながら透過させる。すなわち、波長変換部材2からは、白色の光が出射される。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1配光パターン形成部3、第2配光パターン形成部4及び第3配光パターン形成部5(以下、これらを総称して、複数の配光パターン形成部3~5と称す場合もある)は、車両用灯具1に正対する仮想スクリーン上に、所定の配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターン)を形成する。ここで、仮想スクリーンとは、車両前面から約25m前方に仮想的に配置される。
In the present embodiment, the first light distribution
本実施形態において、複数の配光パターン形成部3~5、および描画パターン形成部6はそれぞれ制御部9によって制御されている。制御部9は複数の配光パターン形成部3~5及び描画パターン形成部6の点灯制御を行っている。
In the present embodiment, the plurality of light distribution
制御部9は複数の配光パターン形成部3~5の光源を中心が明るく周囲ほど暗くなるハイビーム用配光パターンを形成するよう制御する。
また、制御部9は不図示の検知部により遮光対象(対向車、歩行者、など)の情報をもらうことで、複数の配光パターン形成部3~5の光源に対しハイビーム用配光パターンから遮光対象位置の遮光をする制御を行う。
また、制御部9は車両の曲がる運転情報をもらうことで複数の配光パターン形成部3~5の光源に対し曲がる方向に対し明るくする制御を行う。
また、制御部9は描画パターン形成部6の光源を、所定の図形(矢印、横棒、等)や文字を形成するよう制御する。
The
Further, the
Further, the
Further, the
制御部9の各光源への制御は後述の光偏向部21a~21cや、光偏向部14と同期し、走査が行われている位置に応じて光源の輝度の増減、ないし点灯・不点灯の切り替えにて行われる。
The control of the
図2は、車両用灯具1の概略構成を示す平面図である。図2は車両用灯具1を照明光軸AX方向(Z方向)から視た図である。図2に示すように、複数の配光パターン形成部3~5は照明光軸AXの周囲に配置されており、それぞれ照明光軸AXから等しい距離に配置されている。照明光軸AX方向から見て、複数の配光パターン形成部3~5は、照明光軸AXの回りに90度おきに位置を違えて配置されている。
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a
投影光学系7の光軸方向(照明光軸AX)から平面視した状態において、描画パターン形成部6は、投影光学系7に対して鉛直上下方向の上側(+Y側)に配置されている。
また、第1配光パターン形成部3は、投影光学系7に対して車両左右方向の右側(+X方向)に配置され、第2配光パターン形成部4は投影光学系7に対して車両左右方向の左側(-X方向)に配置され、第3配光パターン形成部5は、投影光学系7に対して鉛直上下方向の下側(-Y側)に配置されている。
The drawing
Further, the first light distribution
本実施形態において、複数の配光パターン形成部3~5は、各々が形成したパターンを重ね合わせることで後述するようにハイビーム用途に適したハイビーム用配光パターンを形成する。また、描画パターン形成部6は、仮想スクリーン上に、所定の情報(例えば、車両の進行方向を促す矢印の画像等)を示す描画パターンを形成する。
In the present embodiment, the plurality of light distribution
このように本実施形態の車両用灯具1は、二次元的に走査される光によってハイビーム用配光パターンとともに描画パターンを路面に同時に投影することができる。これにより、運転者は、ハイビーム用配光パターンによって路面状況を良好に認識するとともに、描画パターンに基づく情報に基づいてより快適かつ安全に車両を運転することが可能となる。
As described above, the
図3は複数の配光パターン形成部3~5が形成するハイビーム用配光パターンHPを示す図である。図3に示す仮想スクリーンSCにおいて、横軸Hは車両の水平方向に対応し、縦軸Vは車両の垂直方向(鉛直上下方向)に対応する。すなわち、仮想スクリーンSCにおける横軸Hは図1、2のX方向に対応し、仮想スクリーンSCにおける縦軸Vは図1、2のY方向に対応する。
FIG. 3 is a diagram showing a high beam light distribution pattern HP formed by a plurality of light distribution
図3に示すように、ハイビーム用配光パターンHPは、仮想スクリーンSC上において、水平面よりも若干上向きに形成される。また、ハイビーム用配光パターンHPは、第1配光パターンP1、第2配光パターンP2及び第3配光パターンP3が互いに重なり合うことで形成される。第1配光パターンP1は第1配光パターン形成部3により形成され、第2配光パターンP2は第2配光パターン形成部4により形成され、第3配光パターンP3は第3配光パターン形成部5により形成される。
As shown in FIG. 3, the high beam light distribution pattern HP is formed on the virtual screen SC slightly upward from the horizontal plane. Further, the high beam light distribution pattern HP is formed by overlapping the first light distribution pattern P1, the second light distribution pattern P2, and the third light distribution pattern P3 with each other. The first light distribution pattern P1 is formed by the first light distribution
制御部9は後述の光偏向部21a~21cを制御することによって、ハイビーム用配光パターンHPを形成する第1~3配光パターンP1~P3の範囲を制御する。光偏向部21a~21cの波長変換部材2に対する走査範囲は、第1~3配光パターンP1~P3の各々が仮想スクリーンSC上において照射範囲の1/2を超えた(好ましくは2/3以上の)範囲が水平面より上になるよう制御部9により制御される。
The
第1配光パターンP1は、ハイビーム用配光パターンHP内において上下方向の中心付近に位置する。また、第2配光パターンP2はハイビーム用配光パターンHP内において第1配光パターンP1の周囲に位置する。また、第3配光パターンP3はハイビーム用配光パターンHP内において第2配光パターンP2の周囲に位置する。 The first light distribution pattern P1 is located near the center in the vertical direction in the high beam light distribution pattern HP. Further, the second light distribution pattern P2 is located around the first light distribution pattern P1 in the high beam light distribution pattern HP. Further, the third light distribution pattern P3 is located around the second light distribution pattern P2 in the high beam light distribution pattern HP.
ハイビーム用配光パターンHPは、中心領域C1、周辺領域C2及び周辺領域C3を含む。ハイビーム用配光パターンHPの中心部に位置する中心領域C1は、第1配光パターンP1、第2配光パターンP2及び第3配光パターンP3が重なって形成されるので、照度が最も高くなる。 The high beam light distribution pattern HP includes a central region C1, a peripheral region C2, and a peripheral region C3. The central region C1 located at the center of the high beam light distribution pattern HP is formed by overlapping the first light distribution pattern P1, the second light distribution pattern P2, and the third light distribution pattern P3, so that the illuminance is highest. ..
また、中心領域C1の周囲に位置する周辺領域C2は、第1配光パターンP1及び第2配光パターンP2が重なって形成されるので、中心領域C1よりも照度が低くなる。また、周辺領域C2の周囲に位置する周辺領域C3は、第3配光パターンP3のみで形成されるので、周辺領域C2よりも照度がより低くなる。
すなわち、ハイビーム用配光パターンHPは、中心部から周囲部に向かうにつれて照度を低下させる照度分布を有している。
Further, since the peripheral region C2 located around the central region C1 is formed by overlapping the first light distribution pattern P1 and the second light distribution pattern P2, the illuminance is lower than that of the central region C1. Further, since the peripheral region C3 located around the peripheral region C2 is formed only by the third light distribution pattern P3, the illuminance is lower than that of the peripheral region C2.
That is, the high beam light distribution pattern HP has an illuminance distribution in which the illuminance decreases from the central portion toward the peripheral portion.
図1に戻って、第1配光パターン形成部3は、励起光源部(第1光源部)20と、光偏向部(第1偏向部)21aと、ミラー22aと、を含む。励起光源部20は、励起光源20aと、集光レンズ20bとを有する。
Returning to FIG. 1, the first light distribution
励起光源20aは、例えば、励起光R1として青色域(例えば、発光波長が450nm)のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体発光素子である。また、励起光源20aは、LEDであってもよい。励起光源20aから出射された励起光R1は、集光レンズ20bにより集光された状態で光偏向部21aに入射する。
The
光偏向部21aは、励起光源部20から出射された励起光R1を偏向することで波長変換部材2上において二次元的(水平方向及び垂直方向)に走査する。ここで、波長変換部材2上における励起光R1の走査方向は、仮想スクリーンSC上における水平方向(横軸H)及び垂直方向(縦軸V)に対応している。
本実施形態において、光偏向部21aで偏向された励起光R1はミラー22aを介して波長変換部材2上に集光した状態で入射する。
The
In the present embodiment, the excitation light R1 deflected by the
光偏向部21aは、例えば、MEMSスキャナである。光偏向部21aの駆動方式には、例えば、圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式を採用してもよい。本実施形態では、光偏向部21aとして圧電方式の光偏向器を用いた。
なお、圧電方式には、例えば、1軸非共振タイプ、1軸共振タイプ、2軸非共振タイプ、2軸共振タイプがあるが、いずれの方式を採用してもよい。
The
The piezoelectric method includes, for example, a 1-axis non-resonant type, a 1-axis resonance type, a 2-axis non-resonant type, and a 2-axis resonance type, and any method may be adopted.
第2配光パターン形成部4は、第1配光パターン形成部3と同様の構成を有する。具体的に第2配光パターン形成部4は、励起光源部(第1光源部)30と、MEMSスキャナからなる光偏向部(第1偏向部)21bと、ミラー22bと、を含む。励起光源部30は、励起光源30aと、集光レンズ30bとを有する。
The second light distribution
励起光源30aは、励起光源20aと同様、レーザーダイオード等の半導体発光素子であって、励起光R2として青色域(例えば、発光波長が450nm)のレーザー光を放出する。励起光源30aから出射された励起光R2は、集光レンズ30bにより集光された状態で光偏向部21bに入射する。
Like the
光偏向部21bは、励起光源30aから出射された励起光R2を偏向することで波長変換部材2上において二次元的に(水平方向及び垂直方向に)走査する。本実施形態において、光偏向部21bで偏向された励起光R2はミラー22bを介して波長変換部材2上に集光した状態で入射する。光偏向部21bの偏向角(励起光R2を反射するMEMSミラーの振れ角)は、光偏向部21aの偏向角よりも大きい。
The
第3配光パターン形成部5は、第1配光パターン形成部3及び第2配光パターン形成部4と同様の構成を有する。具体的に第2配光パターン形成部4は、励起光源部(第1光源部)10cと、MEMSスキャナからなる光偏向部(第1偏向部)21cと、ミラー22cと、を含む。励起光源部40は、励起光源40aと、集光レンズ40bとを有する。
The third light distribution
励起光源40aは、励起光源20aと同様、レーザーダイオード等の半導体発光素子であって、励起光R3として青色域(例えば、発光波長が450nm)のレーザー光を放出する。励起光源40aから出射された励起光R3は、集光レンズ30bにより集光された状態で光偏向部21cに入射する。
Like the
光偏向部21cは、励起光源40aから出射された励起光R3を偏向することで波長変換部材2上において二次元的に走査する。本実施形態において、光偏向部21cで偏向された励起光R3はミラー22cを介して波長変換部材2上に集光した状態で入射する。光偏向部21cの偏向角(励起光R3を反射するMEMSミラーの振れ角)は、光偏向部21bの偏向角よりも大きい。すなわち、光偏向部21a~21cの各偏向角は、この順に大きくなっている。これにより、光偏向部21a~21cは、上述した第1~第3配光パターンP1~P3を形成可能である。
The
波長変換部材2には、二次元的に走査された励起光R1によって第1配光パターンP1に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材2を透過(通過)する励起光R2と該励起光R2によって生成された蛍光(黄色光)との混色によって白色光(第1配光パターンP1)を形成する。
A two-dimensional image corresponding to the first light distribution pattern P1 is drawn on the
また、波長変換部材2には、二次元的に走査された励起光R2により第2配光パターンP2に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材2を透過(通過)する励起光R2と該励起光R2によって生成された蛍光(黄色光)との混色によって白色光(第2配光パターンP2)を形成する。
Further, a two-dimensional image corresponding to the second light distribution pattern P2 is drawn on the
また、波長変換部材2には、二次元的に走査された励起光R3により第3配光パターンP3に対応する二次元像が描画される。この二次元像は、波長変換部材2を透過(通過)する励起光R3と該励起光R3によって生成された蛍光(黄色光)との混色によって白色光(第3配光パターンP3)を形成する。
Further, a two-dimensional image corresponding to the third light distribution pattern P3 is drawn on the
投影光学系7は、像面が平面になるように収差(像面湾曲)が補正され、かつ色収差が補正された4枚のレンズ7A,7B,7C,7Dからなる投影レンズとして構成されている。
The projection
本実施形態において、波長変換部材2は平板形状の蛍光体から構成され、像面(平面)に沿って配置される。波長変換部材2は、投影光学系7の合成焦点位置の近傍に配置されている。このように4枚のレンズからなる投影光学系7を用いることで、一枚の凸レンズを用いる場合と比べて収差の影響を除去することができる。
In the present embodiment, the
なお、投影光学系7は、像面が平面になるように収差(像面湾曲)が補正されていない1枚の非球面レンズからなる投影レンズとして構成されていてもよい。この場合、波長変換部材2は、像面湾曲に対応して湾曲した形状のものが用いられ、像面湾曲に沿って配置される。
The projection
投影光学系7は、波長変換部材2に描画された第1配光パターンP1、第2配光パターンP2及び第3配光パターンP3にそれぞれ対応する二次元像を前方に投影して、車両用灯具1に正対した仮想スクリーンSC上に、第1配光パターンP1、第2配光パターンP2及び第3配光パターンP3を形成する。これにより、図3に示したように、第1配光パターンP1、第2配光パターンP2及び第3配光パターンP3は、仮想スクリーンSC上で互いに重なり合うことでハイビーム用配光パターンHPを形成する。
The projection
続いて、描画パターン形成部6の構成について説明する。描画パターン形成部6は、仮想スクリーンSC上に、所定の情報(例えば、車両の進行方向を促す矢印の画像)を示す描画パターンを形成する。
Subsequently, the configuration of the drawing
図3には、仮想スクリーンSC上に形成されるハイビーム用配光パターンHPも示している。図3に示すように、描画パターンBPは、仮想スクリーンSC上において、水平軸(横軸H)よりも下方に形成され、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPは、互いの外周辺が接した状態となっている。すなわち、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPは、互いに重ならない状態となっている。 FIG. 3 also shows a high beam light distribution pattern HP formed on the virtual screen SC. As shown in FIG. 3, the drawing pattern BP is formed below the horizontal axis (horizontal axis H) on the virtual screen SC, and the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP are in contact with each other on the outer periphery. It is in a state of being. That is, the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP are in a state where they do not overlap each other.
制御部9は後述の光偏向部14を制御することによって、描画パターンBPの範囲を制御する。光偏向部14の波長変換部材2に対する走査範囲は、仮想スクリーンSC上において照射範囲の1/2を超えた(好ましくは2/3以上の)範囲が水平面より下になるよう制御部9により制御される。
図3では描画パターンBPの照射範囲が仮想スクリーンSC上にて完全に水平面(横軸Hで規定される水平軸)を下回るように制御されている。このような配光パターン(各配光パターンP1~P3)と描画パターンBPの照射範囲の違いは、配光パターンの目的が主に前方照射で、描画パターンの目的が道路への描画にあるためである。
The
In FIG. 3, the irradiation range of the drawing pattern BP is controlled so as to be completely below the horizontal plane (horizontal axis defined by the horizontal axis H) on the virtual screen SC. The difference between the irradiation range of the light distribution pattern (each light distribution pattern P1 to P3) and the drawing pattern BP is that the purpose of the light distribution pattern is mainly forward irradiation and the purpose of the drawing pattern is to draw on the road. Is.
仮想スクリーンSC上に描画パターンBPを形成する描画パターン形成部6は、複数の配光パターン形成部3~5と同様の構成を有する。描画パターン形成部6は、励起光源部(第2光源部)13と、光偏向部(第2偏向部)14と、ミラー15と、を含む。励起光源部13は、励起光源13aと、集光レンズ13bとを有する。
The drawing
励起光源13aは、例えば、励起光Rとして青色域(例えば、発光波長が450nm)のレーザー光を放出するレーザーダイオード等の半導体発光素子である。励起光源13aから出射された励起光Rは、集光レンズ13bにより集光された状態で光偏向部14に入射する。
The
光偏向部14は、励起光源13aから出射された励起光Rを偏向することで波長変換部材2上において二次元的に(水平方向及び垂直方向に)走査する。本実施形態において、光偏向部14で偏向された励起光Rはミラー15を介して波長変換部材2上に集光した状態で入射する。
The
波長変換部材2には、二次元的に走査された励起光Rによって描画パターンBPに対応する二次元像が描画される。二次元像は、波長変換部材2を透過(通過)する励起光Rと該励起光Rによって生成された蛍光(黄色光)との混色によって白色光となる。すなわち、投影光学系7は、波長変換部材2に描画された描画パターンBPに対応する二次元像を前方に投影して、仮想スクリーンSC上に白色光からなる描画パターンBPを形成する。
A two-dimensional image corresponding to the drawing pattern BP is drawn on the
波長変換部材2上に形成された二次元像は投影光学系7で反転されることで描画パターンBPを形成する。描画パターンBPは、図3に示したように、水平軸(横軸H)よりも下方に位置するため、描画パターンBPに対応する二次元像は波長変換部材2上において鉛直方向の上側(+Y側)に位置する。
The two-dimensional image formed on the
本実施形態において、描画パターン形成部6は、投影光学系7に対して鉛直上下方向の上側(+Y側)に位置するため、波長変換部材2上の鉛直方向上側に二次光源を形成することは比較的容易となる。よって、描画パターン形成部6は、仮想スクリーンSC上において水平軸(横軸H)の下方に描画パターンBPを位置させることができる。
In the present embodiment, since the drawing
ところで、本実施形態の車両用灯具1において、描画パターン形成部6において励起光Rが波長変換部材2を照明する照明領域の大きさは、複数の配光パターン形成部3~5において励起光R1~R3が波長変換部材2を照明する照明領域の大きさよりも小さい。
また、波長変換部材2上に集光される励起光Rのスポット径は、波長変換部材2上に集光される励起光R1~R3の集光スポット径よりも小さくなっている。
By the way, in the
Further, the spot diameter of the excitation light R focused on the
ここで、励起光Rのスポット径は、集光レンズ13bの焦点距離によって調整可能である。本実施形態において、波長変換部材2に励起光Rを集光させる集光レンズ13bの焦点距離は、波長変換部材2に励起光R1~R3をそれぞれ集光させる集光レンズ20b,30b、40bの焦点距離よりも短く設定されている。これにより、波長変換部材2上に集光される励起光Rのスポット径は、励起光R1~R3のスポット径に対して相対的に小さくなる。
Here, the spot diameter of the excitation light R can be adjusted by the focal length of the
波長変換部材2に描画された描画パターンBPに対応する二次元像を構成する励起光Rのスポット径は、波長変換部材2に描画された各配光パターンP1~P3に対応する二次元像を構成する励起光R1~R3のスポット径よりも小さい。
The spot diameter of the excitation light R constituting the two-dimensional image corresponding to the drawing pattern BP drawn on the
なお、本実施形態において励起光R1~R3のスポット径は同じになるようにしている。複数の配光パターン形成部3~5の集光レンズ20b、30b、40bは焦点距離が同じものを使用している。また、波長変換部材2に対しミラー22a~22c、光偏向部21a~21c、励起光源部20,30,40の配置間隔は等しく配置される。
In this embodiment, the spot diameters of the excitation lights R1 to R3 are set to be the same. The
これに対し描画パターン形成部6の集光レンズ13bは焦点距離が短いため、波長変換部材2に対し、ミラー15、光偏向部14、励起光源部13の配置間隔は配光パターン形成部3~5よりも短くなるよう配置される。すなわち、描画パターン形成部6は、配光パターン形成部3~5よりも、励起光源から波長変換部材2までの光路長が短くなるよう配置されている。
On the other hand, since the
また、描画パターンBPの大きさは各配光パターンP1~P3の大きさよりも小さい。したがって、描画パターンBPは、各配光パターンP1~P3よりも高解像、すなわち、高い分解能を有したものとなる。描画パターンBPは、各配光パターンP1~P3に比べて高い解像度を有するので、所定の情報に応じた種々の画像を形成することができる。 Further, the size of the drawing pattern BP is smaller than the size of each light distribution pattern P1 to P3. Therefore, the drawing pattern BP has a higher resolution, that is, a higher resolution than the respective light distribution patterns P1 to P3. Since the drawing pattern BP has a higher resolution than each of the light distribution patterns P1 to P3, it is possible to form various images according to predetermined information.
また、描画パターンBPを構成する複数のスポット光は、それぞれ小さいスポット径の励起光R、すなわち高輝度の励起光R1を波長変換部材2に入射することで生成されるため、相対的に高い輝度を有している。このように描画パターンBPは高輝度の光を配光パターンP1~P3よりも小さい領域に集めるため、配光パターンP1~P3よりも高い照度を有する。
Further, since the plurality of spot lights constituting the drawing pattern BP are generated by incidenting the excitation light R having a small spot diameter, that is, the high-luminance excitation light R1 on the
また、本実施形態において、描画パターンBPは、仮想スクリーンSC上において、ハイビーム用配光パターンHPの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に形成されている。具体的に、描画パターンBPは、ハイビーム用配光パターンHPと重ならない位置に配置されている。したがって、運転者は、描画パターンBPに基づく情報を良好に認識することができる。 Further, in the present embodiment, the drawing pattern BP is formed in a region on the virtual screen SC that is less than half of the peak value of the illuminance distribution of the high beam light distribution pattern HP. Specifically, the drawing pattern BP is arranged at a position that does not overlap with the high beam light distribution pattern HP. Therefore, the driver can satisfactorily recognize the information based on the drawing pattern BP.
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、複数の配光パターン形成部3~5が形成する所定の配光パターンとしてハイビーム用配光パターンを例に挙げたが、ロービーム用配光パターンを形成してもよい。
The present invention is not necessarily limited to that of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the high beam light distribution pattern is given as an example as a predetermined light distribution pattern formed by the plurality of light distribution
また、上記実施形態では、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPが互いに重ならない場合について説明したが、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPが互いに重なるように形成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP do not overlap each other has been described, but the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP may be formed so as to overlap each other.
この場合において、描画パターン形成部6は、仮想スクリーンSC上において、ハイビーム用配光パターンHPの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に描画パターンBPを形成するのが好ましい。ハイビーム用配光パターンHPの照度分布は、仮想スクリーンSC上の中心部(横軸Hと縦軸Vとの交点)において照度のピーク値を持ち、中心部から離れるに従って徐々に低下する。
In this case, it is preferable that the drawing
このようにすれば、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPが重なる場合であっても、ハイビーム用配光パターンHP及び描画パターンBPの照度差が確保される。よって、描画パターンBPはハイビーム用配光パターンHP上に重なった場合でも、十分な明るさを有することで視認性に優れたものとなる。 By doing so, even when the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP overlap, the illuminance difference between the high beam light distribution pattern HP and the drawing pattern BP is secured. Therefore, even when the drawing pattern BP overlaps the high beam light distribution pattern HP, it has sufficient brightness and is excellent in visibility.
また、上記実施形態では、複数(3つ)の配光パターン形成部3~5を用いて所定の配光パターン(ハイビーム用配光パターン)を形成する場合を例に挙げたが、配光パターン形成部の数はこれに限定されない。すなわち、配光パターン形成部は1つであってもよいし、2つ或いは4つ以上であってもよい。
Further, in the above embodiment, a case where a predetermined light distribution pattern (light distribution pattern for high beam) is formed by using a plurality of (three) light distribution
同様に、上記実施形態では、描画パターン形成部6を1つのみ用いて描画パターンを形成する場合を例に挙げたが、描画パターン形成部を複数設けるようにしてもよい。
Similarly, in the above embodiment, the case where the drawing pattern is formed by using only one drawing
また、上記実施形態では、励起光として可視域(例えば、発光波長が450nm)のレーザー光を用いたが、近紫外域(例えば、発光波長が405nm)のレーザー光を用いてもよい。近紫外域のレーザー光を励起光として用いる場合、波長変換部材2として近紫外域のレーザー光によって励起されて赤、緑、青の3色の光を発光する蛍光体が用いられる。このとき、波長変換部材2には、二次元的に走査する近紫外域のレーザー光により配光パターンに対応する二次元像が描画される。なお、近紫外域のレーザー光が照射された場合、波長変換部材2には、近紫外域のレーザー光による発光(赤、緑、青の3色の光)の混色によって白色(疑似白色)の二次元像が形成される。
Further, in the above embodiment, the laser light in the visible region (for example, the emission wavelength is 450 nm) is used as the excitation light, but the laser light in the near ultraviolet region (for example, the emission wavelength is 405 nm) may be used. When the laser light in the near-ultraviolet region is used as the excitation light, a phosphor that is excited by the laser light in the near-ultraviolet region and emits light of three colors of red, green, and blue is used as the
また、上記実施形態では、励起光源(青色光)と波長変換部材2から射出される蛍光(黄色光)との組み合わせで白色光としたが、光源から白色光を直接射出するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, white light is obtained by combining an excitation light source (blue light) and fluorescence (yellow light) emitted from the
例えばRGBの光を合波したレーザー光を用いてもよい。この場合、波長変換部材2の代わりに波長変換機能はないが光拡散機能を有する板状部材を配置する。このように光拡散機能を有することで、レーザー光が直接外部に照射されることを防止できる。また、上記実施形態において、波長変換部材2は光拡散機能を有している。このように波長変換部材2であっても光拡散機能を有する板状部材であっても、投影光学系7によって投影される配光パターンおよび描画パターンの二次光源像が描写される被投影部材として機能する。
For example, a laser beam obtained by combining RGB light may be used. In this case, instead of the
1…車両用灯具、2…波長変換部材(被投影部材)、3…配光パターン形成部、6…描画パターン形成部、7…投影光学系、9…制御部、10c,20,30…励起光源部(第1光源部)、13…励起光源部(第2光源部)、14…光偏向部(第2偏向部)、21a,21b,21c…光偏向部(第1偏向部)、BP…描画パターン、P1,P2,P3…配光パターン、HP…ハイビーム用配光パターン、BP…描画パターン、SC…仮想スクリーン、AX…照明光軸。 1 ... Vehicle lighting equipment, 2 ... Wavelength conversion member (projected member), 3 ... Light distribution pattern forming unit, 6 ... Drawing pattern forming unit, 7 ... Projection optical system, 9 ... Control unit, 10c, 20, 30 ... Excitation Light source unit (first light source unit), 13 ... Excitation light source unit (second light source unit), 14 ... Light deflection unit (second deflection unit), 21a, 21b, 21c ... Light deflection unit (first deflection unit), BP ... Drawing pattern, P1, P2, P3 ... Light distribution pattern, HP ... High beam light distribution pattern, BP ... Drawing pattern, SC ... Virtual screen, AX ... Illumination optical axis.
Claims (10)
第1光源部と、前記第1光源部から前記被投影部材上に出射する第1光を、前記被投影部材上で二次元的に走査することで、車両前方に位置する仮想スクリーン上に投影する配光パターンに対応する第1の二次元像を前記被投影部材上に形成する第1偏向部と、を有する配光パターン形成部と、
第2光源部と、前記第2光源部から前記被投影部材上に出射する第2光を、前記被投影部材上で二次元的に走査することで、前記仮想スクリーン上に投影する所定の情報を示す描画パターンに対応する第2の二次元像を前記被投影部材上に形成する第2偏向部と、を有する描画パターン形成部と、
前記配光パターン及び前記描画パターンを投影する投影光学系と、
を備え、
前記被投影部材上における前記第2光の径の大きさは、前記被投影部材上における前記第1光の径の大きさよりも小さい
車両用灯具。 The projected member and
The first light source unit and the first light emitted from the first light source unit onto the projected member are two-dimensionally scanned on the projected member and projected onto a virtual screen located in front of the vehicle. A light distribution pattern forming portion having a first deflection portion for forming a first two-dimensional image corresponding to the light distribution pattern on the projected member, and a light distribution pattern forming portion.
Predetermined information projected on the virtual screen by two-dimensionally scanning the second light source unit and the second light emitted from the second light source unit onto the projected member on the projected member. A drawing pattern forming portion having a second deflection portion for forming a second two-dimensional image corresponding to the drawing pattern indicating the above on the projected member, and a drawing pattern forming portion.
A projection optical system that projects the light distribution pattern and the drawing pattern,
Equipped with
The size of the diameter of the second light on the projected member is smaller than the size of the diameter of the first light on the projected member.
前記第2光源部から前記被投影部材上に出射する前記第2光を集光する第2集光レンズと、をさらに有し、
前記第2集光レンズの焦点距離は、前記第1集光レンズの焦点距離よりも短く設定される
請求項1に記載の車両用灯具。 A first condensing lens that condenses the first light emitted from the first light source unit onto the projected member, and a first condensing lens.
Further, it has a second condensing lens that condenses the second light emitted from the second light source unit onto the projected member.
The vehicle lighting tool according to claim 1, wherein the focal length of the second condenser lens is set shorter than the focal length of the first condenser lens.
請求項1に記載の車両用灯具。 The vehicle lamp according to claim 1, wherein the size of the second two-dimensional image is smaller than the size of the first two-dimensional image.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両用灯具。 The vehicle lamp according to any one of claims 1 to 3, further comprising the plurality of light distribution pattern forming portions.
前記描画パターン形成部は、前記仮想スクリーン上において、前記配光パターンの照度分布のピーク値の半分以下となる領域に前記描画パターンを形成する
請求項4に記載の車両用灯具。 The light distribution pattern forming unit and the drawing pattern forming unit form the light distribution pattern and the drawing pattern on the virtual screen, respectively.
The vehicle lamp according to claim 4, wherein the drawing pattern forming unit forms the drawing pattern in a region on the virtual screen that is half or less of the peak value of the illuminance distribution of the light distribution pattern.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の車両用灯具。 According to any one of claims 1 to 5, the drawing pattern forming portion is arranged on the upper side in the vertical vertical direction with respect to the projection optical system in a state of being viewed in a plan view from the optical axis direction of the projection optical system. The listed vehicle optics.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の車両用灯具。 The vehicle lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein the projected member is a wavelength conversion member.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の車両用灯具。 The vehicle lamp according to any one of claims 1 to 7, wherein the drawing pattern forming portion is arranged so that the optical path length to the projected member is shorter than that of the light distribution pattern forming portion.
前記被投影部材上に射出する光を二次元的に走査することで二次元像を形成する複数のパターン形成部と、
前記被投影部材に形成された二次元像を投影する投影光学系と、を備える車両用灯具を制御する制御装置であって、
前記複数のパターン形成部の少なくとも一つである第1のパターン形成部がハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくとも一つである第2のパターン形成部が所定の図面もしくは文字を描画するよう制御し、
前記第2のパターン形成部が前記被投影部材上に射出する光の径の大きさは、前記第1のパターン形成部が前記被投影部材上に射出する光の径の大きさよりも小さい
制御装置。 The projected member and
A plurality of pattern forming portions that form a two-dimensional image by two-dimensionally scanning the light emitted onto the projected member, and
A control device for controlling a vehicle lamp including a projection optical system for projecting a two-dimensional image formed on the projected member.
The first pattern forming portion, which is at least one of the plurality of pattern forming portions, is controlled to form a high beam light distribution, and the second pattern forming portion, which is at least one of the other, forms a predetermined drawing or character. Control to draw,
The size of the diameter of the light emitted by the second pattern forming portion onto the projected member is smaller than the diameter of the light emitted by the first pattern forming portion onto the projected member. ..
前記被投影部材上に射出する光を二次元的に走査することで二次元像を形成する複数のパターン形成部と、
前記被投影部材に形成された二次元像を投影する投影光学系と、
を備える車両用灯具を制御する制御方法であって、
前記複数のパターン形成部の少なくとも一つである第1のパターン形成部がハイビーム配光を形成するように制御し、他の少なくとも一つである第2のパターン形成部が所定の図面もしくは文字を描画するよう制御し、
前記第2のパターン形成部が前記被投影部材上に射出する光の径の大きさは、前記第1のパターン形成部が前記被投影部材上に射出する光の径の大きさよりも小さい
制御方法。 The projected member and
A plurality of pattern forming portions that form a two-dimensional image by two-dimensionally scanning the light emitted onto the projected member, and
A projection optical system that projects a two-dimensional image formed on the projected member,
It is a control method for controlling a vehicle lamp equipped with
The first pattern forming portion, which is at least one of the plurality of pattern forming portions, is controlled to form a high beam light distribution, and the second pattern forming portion, which is at least one of the other, forms a predetermined drawing or character. Control to draw,
The size of the diameter of the light emitted by the second pattern forming portion onto the projected member is smaller than the diameter of the light emitted by the first pattern forming portion onto the projected member. ..
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